변이 도파민 2 수용체와 나트륨 옥소 공동 수송체 이입유전자의 이중 리포터시스템 개발

황도원; 이동수; 강주현; 장영수; 김윤희; 정재민; 정준기; 이명철

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자료유형: 학술저널

저자정보: 황도원 (서울대학교 뇌과학 협동과정) 이동수 (서울대학교 뇌과학 협동과정) 강주현 (서울대학교 의과대학 핵의학교실) 장영수 (서울대학교 의과대학 핵의학교실) 김윤희 (서울대학교 뇌과학 협동과정) 정재민 (서울대학교 의과대학 핵의학교실) 정준기 (서울대학교 의과대학 핵의학교실) 이명철 (서울대학교 의과대학 핵의학교실)

저널정보: 대한핵의학회 대한핵의학회지 대한핵의학회지 제38권 제4호

발행연도: 2004.1

수록면: 294 - 299 (6page)

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목적 : 현재 생체 내로 이식된 세포를 추적하는데 여러 가지 리포터 유전자들이 이용되고 있다. 이 연구에서는 사람 나트륨 옥소 공동 수송체 (hNIS)와 도파민 2 수용체($D_2R$)를 이중 리포터 유전자로 사용하여 각각을 비교하였다. 대상 및 방법: hNIS와 $D_2R$의 발현이 동시에 이루어지도록 하기 위해서 IRES (Internal ribosome entry site)로 연결된 재조합 플라스미드(pIRES-hNIS/D_2R)를 제조하였다. $pIRES-hNIS/D_2R$를 사람의 간암세포주인 SK-Hep1에 lipofactamine을 이용하여 형질을 도입시킨 후, 항생제(G418)를 농도별로 처리하여 2주간 선별하였다(HEP-ND). hNIS와 $D_2R$발현 유무와 발현 정도를 알아보기 위하여 각 유전자에 특이적인 프라이머를 이용하여 RT-PCR을 수행하였다. 각 형질 도입세포군에서, hNIS의 활성은 $^{125}I$ 섭취율을 이용하여 측정하고 $D_2R$의 활성은 $[^3H]spiperone$을 리간드로 이용하여 수용체 결합 정도를 측정하였다. 결과: 선별된 HEP-ND세포에서 hNIS와 $D_2R$의 발현을 RT-PCR로 확인하였을 때 IRES로 연결된 hNIS와 $D_2R$의 발현 정도는 서로 비슷하였다. HEP-ND세포의 $^{125}I$ 섭취율은 대조군인 SK-Hep1세포에 배해 30-40배 증가되었고, $KClO_4$에 의해 $^{125}I$ 섭취가 저해되었다. $D_2R$의 발현 정도를 측정할 수 있는 수용체 결합 분석법을 통해G418 농도별로 나눈 두 종류의 세포주에서, $[^3H]spiperone$을 이용한 해리상수 ($K_d$)와 최대결합 부위농도 ($B_{max}$)는 각각 2.92 nM, 745.25 fmol/mg protein과 8.91nM, 1323 fmole/mg protein이었다. hNIS와 $D_2R$발현의 상관관계에서는 높은 상관관계를 나타내었다. 결론: 이 연구에서 hNIS와 $D_2R$가 이입된 세포주에서 이중 유전자, 감마 영상 리포터 시스템을 개발하였으며, $D_2R$와 HNIS 유전자를 이중 핵 영상 시스템으로서 서로 상호보완적으로 이용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

Purpose: Both human NIS and mutant $D_2R$ transgenes are proposed as reporting system in transplanted cell tracking. Using hepatoma cell lines, we constructed a dual reporter system containing human sodium-iodide symporter (hNIS) and dopamine 2 receptor ($D_2R$) and compared its characteristics. Materials and Methods: The recombinant plasmid ($pIRES-hNIS/D_2R$) was constructed with IRES (internal ribosome entry site) under control of the CMV promoter $pIRES-hNIS/D_2R$ was transfected to human hepatoma SK-Hep1 cell line with lipofectamine. HEP-ND ($SK-Hep1-hNIS/D_2R$) cells stably expressing hNIS and $D_2R$ was established by selection with G418 for two weeks. RT-PCR was performed to investigate the expression of both hNIS and $D_2R$ genes. The expressions of hNIS and $D_2R$ were measured by $^{125}I$ uptake assays and receptor binding assays. Specific binding of $D_2R$ to $[^3H]spiperone$ was verified by Scatchard plot with (+) butaclamol as a specific inhibitor. $K_d\;and\;B_{max}$ values were estimated. The correlation between hNIS and $D_2R$ expression was compared by using each clone. Results: Similar quantities of hNIS and $D_2R$ genes were expressed on HEP-ND as RT-PCR assays. HEP-ND cells showed 30 to 40 fold higher radioiodine uptakes than those of parental SK-Hep1 cells. $^{125}I$ uptake in HEP-ND cells was completely inhibited by $KClO_4$, a NIS inhibitor Specific binding to HEP-ND cells was saturable and the $K_d\;and\;B_{max}$ values for HEP-ND cells were 2.92 nM, 745.25 fmol/mg protein and 2.91nM, 1323 fmole/mg protein in two clones, respectively. The radioiodine uptake by hNIS activity and $D_2R$ binding was highly correlated. Conclusion: We developed a dual positron and gamma imaging reporter system of hNIS and $D_2R$ in a stably transfected cell line. We expect that $D_2R$ and hNIS genes can complement mutually as a nuclear reporting system or that $D_2R$ can be used as reporter gene when hNIS gene were used as a treatment gene.

#dopamine 2 receptor #human sodium iodide symporter #SK-Hep1 cell line

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황도원

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이동수

소속기관 서울대학교 뇌과학 협동과정

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소속기관 Molecular Imaging Research Center, Korea Institute of Radiological and Medical Sciences [KIRAMS]

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장영수

소속기관 서울대학교 의과대학 핵의학교실

주요연구분야 의약학 > 임상의학 > 방사선과학

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김윤희

소속기관 서울대학교병원 핵의학과

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정재민

소속기관 서울대학교 의과대학 핵의학교실

주요연구분야 공학 > 재료·에너지공학 > 원자력공학 의약학 > 임상의학 > 방사선과학

논문수 122 이용수 341

정준기

소속기관 서울대학교 의과대학 핵의학교실

주요연구분야 의약학 > 임상의학 > 방사선과학

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이명철

소속기관 서울대학교 의과대학 핵의학교실

주요연구분야 의약학 > 임상의학 > 방사선과학

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